Квазиоптимальная оценка параметров сигналов ГНСС в режиме когерентного приема с использованием алгоритма сигма-точечного фильтра Калмана
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2016.24.3.026-037
Аннотация
Рассмотрен алгоритм построения многоконтурной системы слежения за радионавигационными параметрами сигналов навигационных спутников в аппаратуре потребителя спутниковых радионавигационных систем. Выполнен сравнительный анализ характеристик точности традиционной системы слежения с дискриминаторами и фильтром в контуре слежения и предлагаемой системы, не содержащей дискриминаторов. Исследованы среднеквадратические погрешности оценок и вероятность захвата на сопровождение при различных значениях энергетического параметра сигнал/шум. Показано преимущество рассматриваемой схемы над традиционной следящей системой с дискриминаторами.
Ключевые слова
Об авторах
В. В. Шаврин
Томский университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), кафедра радиотехнических систем; НИИ радиотехнических систем ТУСУР.
Россия
Россия
Шаврин Вячеслав Владимирович, аспирант; младший научный сотрудник.
В. И. Тисленко
Томский университет систем управления и радиоэлектроники, кафедра радиотехнических систем.
Россия
Россия
Тисленко Владимир Ильич, доктор технических наук, профессор.
В. Ю. Лебедев
НИИ РТС Томского университета систем управления и радиоэлектроники, лаборатория радионавигации.
Россия
Россия
Лебедев Виталий Юрьевич, кандидат технических наук, зав. лабораторией.
А. С. Конаков
Томский университет систем управления и радиоэлектроники, кафедра радиотехнических систем.
Россия
Россия
Конаков Алексей Сергеевич, аспирант.
В. А. Филимонов
Томский университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), кафедра радиотехнических систем; НИИ радиотехнических систем ТУСУР.
Россия
Россия
Филимонов Владимир Андреевич, аспирант; младший научный сотрудник.
А. П. Кравец
Томский университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), кафедра радиотехнических систем; НИИ радиотехнических систем ТУСУР.
Россия
Россия
Кравец Алексей Павлович, аспирант; младший научный сотрудник.
Список литературы
1. ГЛОНАСС принципы построения и функционирования / А.И. Перов, В.Н. Харисов, Р.В. Бакитько, Е.Н. Болденков. Москва: «Радиотехника». - 2010. - 800 с.GLONASS. Printsipy postroeniya i funktsionirovaniya (GLONASS. Design and Functioning Principles), Perov, A.I., Kharisov, V.N., Bakit’ko, R.V., and Boldenkov, E.N., Eds, Moscow: Radiotekhnika, 2010.
2. Kaplan, E. and Heagrty, C., Understanding GPS: Principles and Applications, 2006, 2nd edition.
3. Михайлов Н.В. Автономная навигация космических аппаратов при помощи спутниковых радионавигационных систем. - СПб.: Политехника , 2014. - 362 с.Mikhailov, N.V., Avtonomnaya navigatsiya kosmicheskikh apparatov pri pomoshchi sputnikovykh radionavigatsionnyk sistem (Spacecraft Autonomous Navigation Using Satellite Radionavigation Systems), St. Petersburg: Politekhnika, 2014.
4. Petovello, M.G., O’Driscoll, C., and Lachapelle, G., Carrier Phase Tracking of Weak Signals Using Different Receiver Architectures, Department of Geomatics Engineering, Alberta: The University of Calgary, Canada, 2008.
5. Тихонов В.И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем / В.И. Тихонов, В.Н. Харисов: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1991. - 608 с. Tikhonov, V.I. and Kharisov, V.N., Statisticheskii analiz i sintez radiotekhnicheskikh ustroistv i sistem (Statistical Analysis and Synthesis of Radiotechnical Devices and Systems), Moscow: Radio i Svyaz’, 1991.
6. Candy, J.V., Bayesian Signal Processing. Classical, Modern, and Particle Filtering Methods, JohnWiley & Sons, Inc., 2009.
7. Julier, S.J., Uhlman, J.K., A New Extension of the Kalman Filter to Nonlinear Systems, Proc. of AeroSence: The 11th Intern. Symp. On Aerospace/Defence Sensing, Simulation and Controls, Orlando FL, USA, 1997.
8. Merwe, R., Sigma-Point Kalman Filters for Probabilistic Inference in Dynamic State-Space Models, PhD Thesis, 2004.
9. Sarkka, S., Bayesian Filtering and Smoothing, Cambridge University Press, 2013.
10. Psiaki, M.L. and Jung, H., Extended Kalman Filter Methods for Tracking Weak GPS Signals, ION GPS, USA, 2002, pp. 2539 – 2553.
11. Ефименко В.С. Сравнение алгоритмов нелинейной фильтрации радиосигналов в приемниках ГНСС / В.С. Ефименко, Д.Н. Ворончихин, Радиотехника. 2013. № 7. С. 126 - 131. Efimenko, V.S. and Voronchikhin, D.V., Comparison of Radiosignal Nonlinear Filtering Algorithms in GNSS Receivers, Radiotekhnika, 2013, no. 7, pp. 126 – 131.
12. Wang, W., Chen, X., Shuai, H., Meng, W., and Zhang, Y., Unscented Kalman Filter with Open-Loop Compensation for High Dynamic GNSS Carrier Tracking, Proc. of SPIE Vol. 7651, 2010.
13. Zhu, X., Shen, F., Chen, J., Yang, Y., Yang, D., and Chen, X., Combined Tracking Strategy Based on Unscented Kalman Filter for Global Positioning System L2C CM/CL signal, Defense Science Journal, vol. 65, no. 5, 2015, pp. 395-402.
14. Im, S., Song, J., Jee, G., and Park, C., Comparison of GPS Tracking Loop Performance in High Dynamic Condition with Nonlinear Filtering Techniques, ION GNSS 21st International Technical Meeting of Satellite Division, 2008, pp. 2351 – 2360.
15. Кравец, А.П. Поиск и обнаружение сигналов спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС в бортовом навигационном комплексе космического потребителя / А.П. Кравец, В.И. Тисленко, В.В. Шаврин, В.А. Филимонов, В. Ю. Лебедев // Доклады ТУСУР. - 2015. - Т. 38, № 4. - С. 35-42.Kravets, A.P., Tislenko, V.I., Shavrin, V.V., Filimonov, V.A., and Lebedev, V.Yu., GLONASS Signal Search and Detection in Onboard Space Navigation System, Doklady TUSUR, 2015, vol. 38, no. 4, pp. 35-42.
16. Shavrin, V.V., Tislenko, V.I., Filimonov, V.A., Kravec, A.P., Konakov, A.S., and Shavrin, V.V., Analyzing a Joint Adaptive Algorithm in Coherent Mode for Filtering Radio-Navigation Parameters of GNSS Signals in an Autonomous Space Navigation System, 23rd St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg, 2016, pp. 527 – 531.
Рецензия
Для цитирования:
Шаврин В.В., Тисленко В.И., Лебедев В.Ю., Конаков А.С., Филимонов В.А., Кравец А.П. Квазиоптимальная оценка параметров сигналов ГНСС в режиме когерентного приема с использованием алгоритма сигма-точечного фильтра Калмана. Гироскопия и навигация. 2016;24(3):26-37. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2016.24.3.026-037
For citation:
Shavrin V.V., Tislenko V.I., Lebedev V.Yu., Konakov A.S., Filimonov V.A., Kravets A.P. Quasioptimal Estimation of GNSS Signal Parameters in Coherent Reception Mode Using Sigma-Point Kalman Filter Algorithm. Giroskopiya i Navigatsiya. 2016;24(3):26-37. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2016.24.3.026-037
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 